电镀污泥处理：如何实现绿色化、无害化、资源化？

电镀污泥处理：如何实现绿色化、无害化、资源化？

摘要：电镀污泥作为电镀废水处理的副产物，成分复杂，易迁移，对人类和生态环境造成危害。随着我国环境治理要求的不断提高，电镀污泥处理已成为阻碍电镀行业健康发展的重要因素。如何绿色化、无害化、资源化处理电镀污泥已成为当前电镀、废水处理、环境治理等多个行业研究的重点。

随着我国机械制造业的快速发展，用于保护金属材料的方法也随之增多。电镀作为机械制造业材料保护的重要工序，其产生的废水中不仅含有对人体有害的六价铬等重金属离子，还含有氰化物、酸性物质、碱性物质、防银变色剂、光亮剂等有毒物质。这些污染物对环境和人类的危害极大。电镀污泥作为电镀废水处理后产生的絮凝沉淀物，由于其成分复杂、重金属含量大、处理成本高，一直受到环保人士的关注。 目前，电镀污泥处理技术有固化稳定化、热处理、物化、热解、水解、热解-水解联合、生物法等。近年来一些新工艺研究也取得了一些进展，如电镀污泥烧结陶粒技术、硫酸浸出-萃取-反萃工艺、重选-氨浸工艺等。本文主要介绍各种处理方法的现状，阐述电镀污泥处理技术的最新研究方向。

1、电镀污泥的来源、特性及危害

1、电镀污泥的来源

电镀污泥主要来源于电镀废水经化学、物理或生物方法处理后得到的絮凝沉淀物。电镀污泥按其成分主要分为分离污泥和混合污泥。分离污泥是将单一工序的电镀废水或同种单一重金属元素的电镀废水合并处理后得到的含有单一重金属元素的电镀污泥；混合污泥是将多个工序的不同种类的电镀废水混合处理后得到的含有多种重金属元素的电镀污泥。

2、电镀污泥的特性

由于电镀废水的成分相对复杂，电镀污泥具有以下特点：

1）电镀污泥中含有大量的金、银、铬、铜等重金属离子；

2）电镀污泥中含有大量的有机化合物，如整平剂、螯合剂、光亮剂等；

3)电镀污泥中的有害成分极易迁移到自然环境中，造成污染。

3、电镀污泥的危害

电镀污泥若不经过净化处理就直接排放，不仅会造成环境污染，还会危害人体健康。具体危害如下：

1）电镀污泥渗入土壤，使土壤贫瘠，导致农作物减产甚至死亡；

2）电镀污泥渗滤进入自然水体，杀死水生生物，污染水资源；

3）电镀污泥中含有的重金属会通过“污泥→土壤/水源→植物/动物→食物→人体”的食物链危害人体健康。

因此如何减少电镀污泥的产生量并将其资源化利用是电镀行业一个非常重要的研究课题。

2、电镀污泥处理技术研究现状

1、电镀污泥减量化处理技术

电镀污泥减量化处理技术主要是通过一些技术手段对电镀污泥进行处理，使其快速减容，释放土地资源，常用的处理方法有固化稳定化技术和威凌飞污泥低温干化设备第三代污泥低温干化+热处理技术等。

①电镀污泥固化稳定化技术

固化稳定化技术是向电镀污泥中添加固化剂和添加剂，将污泥封闭在固化剂形成的固化体内部，使有毒有害物质不迁移到环境中的方法。常见的固化剂有水泥、沥青等，添加剂有碳酸钙、氧化铝等。固化稳定化技术的优点是处理简单、价格低廉、速度快等，缺点是污泥固化后体积增大，需要大量的土地资源进行堆存，并且污泥可能再次溶解造成二次污染。陈等将碱激活渣与碱反应形成的碱激活渣胶粘剂用于电镀污泥的固化稳定化。研究表明，高炉中的六价铬提高了含铬电镀污泥的稳定性。

②电镀污泥热处理技术

热处理技术是在高温条件下对电镀污泥进行处理，然后进行脱水、减毒、二次利用的方法。主要方法有：污泥干化焚烧、微波、离子弧等。例如，高毒性的六价铬经过热处理后可以转化为低毒的三价铬。热处理技术的优点是效率高，污泥体积减少快，缺点是处理过程中能耗高，对热处理设备要求严格。

2、电镀污泥资源化处理技术

电镀污泥资源化处理技术主要是利用一些技术方法对电镀污泥进行处理，使之成为一种可以回收利用的新资源。例如建筑材料、颜料、肥料等。目前常用的处理方法有材料处理技术和生物堆肥处理技术。

①电镀污泥物化技术

物化技术是指在建筑材料、颜料、陶瓷材料、催化剂、磁性材料等生产过程中，添加电镀污泥作为原料组分或添加剂的方法。目前研究最多的是用电镀污泥制成的建筑材料，如粘土砖、水泥等。物化技术的优点是二次利用，减容，释放土地资源。缺点是污泥成分不固定，使用前需对成分进行分析检测，调整其他添加剂的配比，产品的均匀性难以保证。张建军等研究了一种将富铬电镀污泥完全转化为黑色无机颜料的方法，制备出的黑色无机颜料成分均匀，不含有毒金属，色泽可与市售颜料媲美，因此具有潜在的商业应用价值。

②生物堆肥技术

生物堆肥技术是利用微生物发酵技术将电镀污泥转化为农田有机肥的方法。该方法的优点是成本低、可回收利用、环境友好。缺点是污泥中的重金属可能通过生态系统进入人体，从而损害人体健康。因此，在堆肥发酵前必须分析清楚重金属的成分，严格控制有毒有害金属的含量。

3.电镀污泥贵金属回收处理技术

电镀污泥贵金属回收处理技术主要是采用一些技术方法对电镀污泥进行处理，使其中的部分贵金属得到提取、回收和再利用。主要的回收方法有火法冶金处理技术和湿法处理技术、火法冶金-湿法处理技术结合微生物浸出法等。

① 电镀污泥火法处理技术

火法冶金处理技术是在高温条件下向电镀污泥中添加还原性物质，直接分解有毒有害有机物或将高价位、重毒的金属离子转化为低价位、轻毒的金属离子的方法。例如，高毒的六价铬经过热处理后可转化为低毒的三价铬。热处理技术的优点是效率高、减容、释放土地资源等。缺点是焚烧过程中会产生气体污染、能耗高、设备要求高、飞灰残渣需二次处理。

②电镀污泥湿法处理技术

湿法处理技术是向电镀污泥中添加浸出剂使贵金属溶解，然后经过过滤、净化、沉淀、析出最终回收贵金属的方法。该技术主要包括酸浸和氨浸。

1）酸浸。酸浸是在酸性条件下（pH=1～3）将电镀污泥中的贵金属溶解、分离、再沉淀，回收贵金属的方法。其优点是浸出液中贵金属离子浓度高，废水量少，缺点是操作复杂，药剂消耗大。王武等采用硫酸常压浸出回收电镀污泥中的锌离子（Zn2+）、镍离子（Ni2+）和铜离子（Cu2+），三种重金属离子的浸出率较高，分别为99%、99%和95%。

2）氨浸出。氨浸出是利用铵对贵金属离子的选择性络合作用，从污泥中分离贵金属的技术。优点是回收率高、杂质金属少、浸出剂可循环使用等。缺点是氨水易溶于水而挥发，有刺激性气味，对设备要求高。

③火法-湿法联合处理技术

火法湿法联合处理技术又称焙烧浸出技术，是先用火法冶金方法除去电镀污泥中的水和有机物等杂质，再用湿法冶金方法分离回收贵金属的联合处理工艺。优点是回收多种金属，废水量小，生产能力大。缺点是金属成分复杂，设备较多，容易产生二次污染。

④微生物提取法

微生物浸出是利用微生物发酵产生酸性物质，将贵金属固体溶解成贵金属离子，再经过滤、净化、除杂等回收重金属的方法，主要菌种为嗜酸性氧化硫杆菌和嗜酸性氧化亚铁硫杆菌。优点是价格低廉、废气排放量少、环境友好，缺点是培养和选育优良菌种困难、处理周期长。孙等研究了生物浸出法从含铜电镀污泥中提取铜，结果表明，与其他浸出方法相比，生物浸出法具有更高的效率，即：第7天铜的生物浸出效率可达94.3%，比化学浸出效率高21.1%。

3.新型威凌菲斯电镀污泥处理技术

1、电镀污泥烧结陶粒技术

电镀污泥烧成陶粒技术是一种电镀污泥资源化利用的方法，陶粒作为建筑材料具有质轻、颗粒均匀、用途广泛等优点。周宏建通过一系列数据对电镀污泥颗粒化工艺进行了研究，经检测，烧成后的陶粒重金属离子含量符合.3-2007标准。

2.硫酸浸出-萃取-反萃工艺

硫酸浸出-萃取-反萃工艺是一种新型的电镀污泥湿法处理技术，目前主要用于电镀污泥中重金属的回收。易龙生等利用该工艺对电镀污泥中的铜离子进行了提取，结果表明，铜的硫酸浸出率、萃取率、反萃率分别为90%、99%、95%，最终铜离子的总回收率为85%。该工艺流程高效地从电镀污泥中提取了铜离子。

3.重选-氨浸工艺

重选-浸出工艺是将电镀污泥先进行重选再进行氨浸出工艺回收电镀污泥中重金属的方法。岳琪等对重选-浸出工艺进行了试验研究，在最佳工艺条件下，铜离子浸出率为85.05%，镍离子浸出率为83.45%。

4、电镀污泥处理技术展望

由于电镀污泥成分复杂、易迁移，如何对其进行高效、绿色处理、减量化、无害化资源化利用一直是研究热点。未来电镀污泥处理方法的发展方向将从以下三个方面展开：

1）无害化资源化利用：经过无害化处理后，通过资源化利用处理，制造出符合环保要求的新型建筑材料；2）组合绿化：开发多种工艺相结合的绿色、经济、环保的电镀污泥处理技术是非常有前景的发展方向；3）生物提取：利用生物菌的生命活动，从电镀污泥中提取出一些贵重金属，剩余的有机质可以作为有机肥料。

五、结论

随着我国环保要求的不断提高，对电镀污泥的减量化、资源化、绿色化处理的要求也越来越高，如何根据污泥成分选择合适的处理工艺将是未来电镀行业研究的一个重点。贵金属回收率和纯度的提高、成本优化控制、资源化标准化生产、绿色环保将成为制约电镀污泥处理技术发展的重要因素。目前来看，对电镀企业来说，对现有工艺进行升级改造可能更划算，但如何改造，或者说如何选择与现有处理工艺兼容的改造方案，仍需要相关电镀污泥处理工程师认真分析总结。未来将计算机软件系统接入电镀污泥处理系统，实现药剂投加、污泥排放、贵金属回收等工艺的自动化控制，将是智能化工业应用的重要方面。